遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

李榮，方兆龍

（國(guó)網(wǎng)武漢供電公司，武漢 430000）

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)電力行業(yè)逐漸實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化智能控制，其主要原理是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)協(xié)議、和遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合，利用自動(dòng)檢測(cè)功能，對(duì)電力輸送進(jìn)行自動(dòng)安檢和控制等來(lái)提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化效率。電力系統(tǒng)的構(gòu)成由電能生產(chǎn)、輸出、變電、輸送、用戶使用等環(huán)節(jié)構(gòu)成，要確保整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和穩(wěn)定，那就必須要求對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，而遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)剛好能夠完全符合這一技能要求，其包含自動(dòng)控制和自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能，對(duì)自動(dòng)傳輸?shù)碾娏ο到y(tǒng)產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行檢查，確保運(yùn)行信息的安全性。為了有利于電力系統(tǒng)的良好發(fā)展，必須加強(qiáng)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

2 遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)概述

遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)是對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、調(diào)校、操作的過(guò)程，主要目的是保證電力系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，它主要包含調(diào)度、控制端、執(zhí)行終端三大方面，它們完成的工作內(nèi)容都各不相同，通過(guò)對(duì)整體電力系統(tǒng)的運(yùn)行采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控、控制遠(yuǎn)程設(shè)備安全運(yùn)作。實(shí)時(shí)觀測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況，及時(shí)避免設(shè)備故障問(wèn)題，并采取相應(yīng)處理措施。電力系統(tǒng)的變電站分布比較分散，如要及時(shí)掌握各個(gè)變電站的具體情況，就要采取遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多種設(shè)備遠(yuǎn)程調(diào)控監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)。其中，調(diào)度首先對(duì)執(zhí)行終端運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集控制，如對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析，結(jié)合數(shù)據(jù)分析情況來(lái)判斷電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)分析結(jié)果實(shí)際判斷把數(shù)據(jù)結(jié)果傳輸給執(zhí)行終端，分析控制端對(duì)采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，之后執(zhí)行終端對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的控制、調(diào)整運(yùn)行參數(shù)和操作系統(tǒng)設(shè)備，進(jìn)而對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)控。因此在電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)是整個(gè)信息傳輸?shù)募~帶。集中監(jiān)控和集中控制是遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)的兩大模塊，集中監(jiān)控主要是監(jiān)測(cè)整個(gè)電力系統(tǒng)是否正常安全運(yùn)行，如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障運(yùn)行，它在第一時(shí)間內(nèi)對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行實(shí)際分析然后自行采取合理措施，從而確保整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

集中控制是指工作人員借助人機(jī)交互的方式對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行遙控和遙調(diào)，讓電力系統(tǒng)在智能化自動(dòng)化運(yùn)行中更為便捷，為整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)提供便利。同時(shí)節(jié)約了勞動(dòng)力，降低了工作成本。遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用，大大提高了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)效益。

遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)包含對(duì)電力系統(tǒng)的遙測(cè)、遙調(diào)、遙信和遙控，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠、安全運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。遙測(cè)是采用電子信息通信技術(shù)對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控測(cè)量。遙控是指遠(yuǎn)程命令，調(diào)度控制中心利用通信技術(shù)對(duì)遠(yuǎn)程電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行改變，遠(yuǎn)程命令分為遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)命令和遠(yuǎn)程控制命令兩大類(lèi)等。如果要對(duì)發(fā)電廠的某一電力設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，調(diào)度中心可直接發(fā)出所需的控制命令，比如發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)和停止、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的啟停等。應(yīng)用電子信息通信技術(shù)對(duì)遠(yuǎn)程運(yùn)行的電力設(shè)備進(jìn)行控制，也屬于遠(yuǎn)程切換，是遙控的一種方式。遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)展至我國(guó)各個(gè)行業(yè)，為了使其能夠很快地適應(yīng)電力系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用需求，需要提高電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制設(shè)備的安全和穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性，加強(qiáng)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程故障分析能力，為遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自行診斷和自我恢復(fù)等功能進(jìn)行不斷研究。

3 遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的原理

遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)基本功能主要包含對(duì)電力系統(tǒng)的遙測(cè)、遙調(diào)、遙信和遙控。以上各種功能的實(shí)現(xiàn)要依賴于數(shù)據(jù)采集技術(shù)系統(tǒng)、通信技術(shù)系統(tǒng)和信道編碼技術(shù)系統(tǒng)，也因?yàn)樗鼈冎g的相互關(guān)系確保了電力系統(tǒng)各功能之間的可靠性和穩(wěn)定性。

4 遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的具體應(yīng)用

4.1 信息技術(shù)的采集

電力系統(tǒng)中常見(jiàn)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)有A/D轉(zhuǎn)換和變送器等技術(shù)。一般對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理時(shí)通常采用TTL電平信號(hào)，且信號(hào)多為0～5V。一般在電力系統(tǒng)中，通常是大功率、高電壓電力設(shè)備，如果要對(duì)這些大型電力設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，必須先把這些電力設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行變送器轉(zhuǎn)換。這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程是將大功率電流，電壓等轉(zhuǎn)化成TTL電平信號(hào)，然后在通過(guò)A/D技術(shù)將TTL信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，這有利于YC信息采集和YX 信息編碼。首先，要利用光電隔離設(shè)備對(duì)信息進(jìn)行采集和傳送，數(shù)據(jù)信息被轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制編碼編進(jìn)遙信數(shù)據(jù)幀，隨后經(jīng)過(guò)多路數(shù)字開(kāi)關(guān)進(jìn)行傳送至接口電路，經(jīng)過(guò)傳感器、CT、PT采集設(shè)備的電流電壓信號(hào)，被濾波放大電路把有效信息傳送至取樣保存環(huán)節(jié)并進(jìn)行實(shí)時(shí)同步采集，把得到的數(shù)據(jù)與信號(hào)源同步的數(shù)據(jù)通過(guò)A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換傳送至STD等信號(hào)采集環(huán)節(jié)中，然后過(guò)濾得到有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息[1]。

4.2 信道編碼技術(shù)的應(yīng)用

在數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)倪^(guò)程中，會(huì)受到多種因素干擾使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在數(shù)據(jù)信息流中產(chǎn)生錯(cuò)誤碼，這個(gè)誤碼會(huì)使接收端的圖形出現(xiàn)不連續(xù)、浮動(dòng)跳躍、馬賽克等現(xiàn)象。信道編碼技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)?shù)據(jù)流進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)梳理，使系統(tǒng)具有相應(yīng)的糾錯(cuò)能力和抗干擾能力，能最大限度地避免數(shù)據(jù)流中錯(cuò)誤碼的產(chǎn)生，從而提高數(shù)據(jù)信息的傳送效率，提高數(shù)據(jù)信息傳送的可靠性和安全性。在電力系統(tǒng)應(yīng)用中，信道編碼技術(shù)主要包含信道編碼、信道譯碼和信息傳輸協(xié)議等技術(shù)內(nèi)容。通過(guò)信道編碼技術(shù)的應(yīng)用來(lái)提高數(shù)據(jù)碼傳送的抗干擾能力，從而確保了數(shù)據(jù)傳信息傳輸?shù)陌踩浴Ｐ诺谰幋a和譯碼的形式多種多樣，在遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用中，我國(guó)編碼選用的是線形的分組編碼和譯碼的形式。數(shù)據(jù)采集技術(shù)所獲取的數(shù)據(jù)信息最后都要輸送到電力系統(tǒng)的調(diào)度控制中心，然而在數(shù)據(jù)信息傳送過(guò)程中，不想受其他因素的干擾是不太可能的，大多數(shù)據(jù)信息都或多或少要受到一些影響，對(duì)數(shù)據(jù)流信息進(jìn)行信道編譯碼，目的就是為最大限度地降低數(shù)據(jù)信息在輸送過(guò)程中受到的干擾。

4.3 通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中使用的遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)主要為：調(diào)制和解調(diào)2種技術(shù)。電力通信專(zhuān)用網(wǎng)是由自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)其所具備的電力通信網(wǎng)絡(luò)資源與方式來(lái)構(gòu)建的，比如光纜與載波、衛(wèi)星與微波等通信方式。電力系統(tǒng)主要采用光纖通信和電力線載波形式完成信號(hào)的輸送。由于電力線載波通信是將信號(hào)發(fā)射端中編碼后產(chǎn)生的基帶信號(hào)和電力線中高頻諧波信號(hào)為載波信號(hào)，同時(shí)利用多種調(diào)制技術(shù)將其轉(zhuǎn)化成模擬信號(hào)，以電流、電壓形式順從電力線進(jìn)行通信傳輸；在接收端中，以解調(diào)技術(shù)把轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)還原成數(shù)字信號(hào)。調(diào)制解調(diào)器和調(diào)制解調(diào)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的橋梁。由于光通道設(shè)備造價(jià)成本不斷降低，我國(guó)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能控制光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)正在迅速形成。這種通信傳輸網(wǎng)絡(luò)勢(shì)必會(huì)很快取代微波傳輸技術(shù)，成為電力自動(dòng)化智能控制化系統(tǒng)通信傳輸?shù)闹饕Ｊ健?/p>

5 結(jié)語(yǔ)

由于電子信息通信技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，我國(guó)電力系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能控制管理體系。尤其在110kV等小型變電站的運(yùn)行管理模式中，應(yīng)具有綜合自動(dòng)化智能變電站管理運(yùn)營(yíng)能力，因此，我國(guó)電力系統(tǒng)應(yīng)努力加強(qiáng)自動(dòng)化智能管理模式的運(yùn)營(yíng)和整體電力系統(tǒng)智能化的發(fā)展進(jìn)程。在電力系統(tǒng)中使用遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)，不但能有效完成電力系統(tǒng)的自動(dòng)化調(diào)度，還能提高電力系統(tǒng)的智能控制能力，有效提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，為電力系統(tǒng)節(jié)約人力財(cái)力資源?？梢哉f(shuō)，遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的必然方向。